1. De ce bateriile cu litiu au nevoie de aditivi conductivi?
Aditivii conductivi sunt „autostrada electronică” a electrozilor bateriei cu litiu, responsabili pentru conducerea rapidă a electronilor generați de materialele active către colectorul de curent, determinând direct rezistența internă a bateriei, capacitatea de rată și durata de viață.
Materialele catodice ale bateriei cu litiu (cum ar fi fosfatul de fier litiu și materialele ternare) au o conductivitate intrinsecă slabă, așa că trebuie adăugați aditivi conductivi pentru a construi o rețea eficientă de transport de electroni.
Starea de selecție și dispersie a aditivilor conductivi afectează direct trei indicatori de bază:
Rezistența internă a bateriei:Rețea conductivă incompletă → rezistență internă crescută → generare crescută de căldură
Capacitatea ratei:Eficiență aditivă conductivă insuficientă → performanță limitată a capacității în timpul-descărcării cu curent ridicat
Ciclu de viață:Capacitatea rețelei conductoare de a menține stabilitatea în timpul modificărilor de volum în încărcare și descărcare
2. Nanotuburi de carbon vs. Negru de fum: trei avantaje principale
Nanotuburile de carbon sunt cu totul superioare negrului de fum în ceea ce privește structura conductivă, cantitatea suplimentară și stabilitatea-ciclului pe termen lung. Diferența de bază constă în „conducție de linie” vs. „contact punctual”.
2.1 Structura conductivă: contact punctual vs. contact linie
Negrul de fum există sub formă de particule tri-ramificate-tridimensionale, cu căi conductoare formate prin suprapunerea „punctului de contact” între particule. Problema acestei structuri este că, odată ce electrodul suferă modificări de volum în timpul încărcării și descărcării, contactele punctuale se pot „rupe” cu ușurință, distrugând rețeaua conductivă.
Nanotuburile de carbon au o structură tubulară uni-dimensională cu un raport de aspect ultra-înalt, permițându-le să „penetreze” prin interiorul electrodului pentru a forma o cale continuă și completă de transport de electroni. Acest lucru este echivalent cu așezarea unei „autostrăzi de electroni” în electrod, neafectată de deplasarea particulelor.
Comparație a structurilor de negru de fum conductiv, nanotuburi de carbon și grafen ca cei trei aditivi conductivi majori:
| Dimensiunea de comparație | Negru de fum conductiv | Nanotuburi de carbon (CNT) | Grafen |
|---|---|---|---|
| Structura conductivă | Lant ramificat tridimensional/punct de contact | Conducție linie-unidimensională cu rază lungă- | Conducție plană bi-dimensională |
| Capacitate conductivă | Bun | Excelent | Nivelul-cel mai înalt |
| Suma optimă de adăugare | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| Procesabilitate electrodului | Acoperire netedă | Vâscozitate ușor ridicată | Usor de aglomerat |
| Poziționarea de bază | Strat de bază general | Rată mare, ciclu lung | Conductivitate maximă |
2.2 Cantitate suplimentară: o-treime din doză pentru rezultate mai bune
Cantitatea adăugată de pastă conductivă CNT este de numai 0,5%-1%. Când se utilizează numai negru de fum conductiv, cantitatea de adăugare convențională este de 2%-3%.
Aceasta înseamnă: utilizarea a 1 parte de CNT poate înlocui 2-3 părți de negru de fum, economisind spațiul ocupat de aditivul conductor și permițând umplerea mai multor materiale active în electrod - îmbunătățind direct densitatea de energie a bateriei.
2.3 Ciclism și siguranță: durată de viață mai lungă a bateriei, funcționare mai sigură
Un studiu a comparat performanța CNT și Super P în bateriile cu litiu fier fosfat:
| Indicator de performanță | Formulare Super P | Formulare CNT |
|---|---|---|
| Temperatura suprafeței bateriei la descărcare de 10 C | 68 de grade | 49 de grade (redus cu 19 de grade) |
| Dozare aditiv conductiv | Linia de bază | Doar 1/3 |
| Ciclism cu temperaturi ridicate-la 45 de grade | Linia de bază | Mai excelent |
Formularea CNT folosește doar 1/3 din aditivul conductiv, dar atinge totuși o temperatură mai scăzută a suprafeței bateriei și o performanță mai bună a-ciclului de temperatură ridicată -, ceea ce înseamnă baterii mai sigure și mai durabile-.
3. Shandong Tanfeng material nou: un furnizor de-calitate înaltă de pastă conductivă CNT
Pasta conductivă de nanotuburi de carbon din seria FB121 de la Shandong Tanfeng New Material are o calitate excelentă, cu impurități Fe mai mici sau egale cu 30 ppm. Este necesară o cantitate suplimentară de doar 0,5%-1% pentru a îmbunătăți semnificativ performanța bateriei.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. furnizează produse din pastă conductoare de nanotuburi de carbon de înaltă calitate-. Parametrii principali ai produsului de bază din seria FB121 sunt următorii:
| Parametru | Specificația seriei FB121 |
|---|---|
| Aspect | Pastă neagră |
| Conținut solid | 6.0±0.20% |
| Conținutul CNT | 5.0±0.15% |
| Conținut dispersant | 1.0±0.05% |
| Vâscozitatea pastei | Mai mic sau egal cu 3000 mPa·s |
| Conținutul de umiditate | Mai mică sau egală cu 1000 ppm |
| Fe Impuritate | Mai mică sau egală cu 30 ppm |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | Fiecare Mai mică sau egală cu 5 ppm |
Avantajele principale:
Puritate ridicată:Impuritățile Fe controlate sub 30 ppm, semnificativ mai bune decât nivelurile din industrie
Dispersie stabilă:Utilizează un proces unic de dispersie, stabil pentru mai mult de 3 luni
Gata de utilizare:Disponibil atât în sisteme bazate pe NMP-, cât și pe apă-, pentru confortul clienților
Aplicație largă:Servește baterii de energie noi pentru vehicule, baterii de stocare a energiei și alte domenii
Cu un conținut de CNT de 5%, clienții pot adăuga direct 0,5%-1% pentru a obține rezultate conductive de înaltă performanță.
Rezumatul unei-propoziții:Avantajul principal al nanotuburilor de carbon în comparație cu negrul de fum este „a face mai mult cu mai puțin” - reducerea cantității de adăugat de la 3% la 0,5%, obținând în același timp o rezistență internă mai mică a bateriei, cicluri mai stabile la-temperatură ridicată și o creștere mai mică a temperaturii în timpul descărcării. Pasta conductivă din seria FB121 de la Shandong Tanfeng New Material oferă asigurarea de -calitate înaltă a materiei prime pentru această soluție conductivă cu „sinergie punct-linie”.